[發(fā)明專利]斗齒及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110369582.7
• 申請日: 2011-11-13
• 公開（公告）號: CN102400050A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢嘉镕新
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波嘉達(dá)精密鑄造有限公司
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C21D1/18;E02F9/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種斗齒及其制備方法，尤其涉及一種挖掘機(jī)用斗齒及其制備方法。

背景技術(shù)

挖掘機(jī)斗齒是挖掘機(jī)上的重要部件，類似于人的牙齒，也是易損件。挖掘機(jī)斗齒直接與礦石作為作業(yè)對象，受到強(qiáng)烈的磨料磨損，受力復(fù)雜且周期變化，同時挖掘機(jī)斗齒在與礦石作業(yè)時還伴隨著高應(yīng)力，其使用條件十分惡劣，因此對斗齒的耐磨性要求較高，同時還要求具有較好的綜合機(jī)械性能。

現(xiàn)有的斗齒用耐磨鋼，例如Robert?Hadfield發(fā)明的Hadfield鋼，其化學(xué)成分大致為C：0.9％-0.15％，Mn：10％-15％，S＜0.05％，P＜0.10％，余量為Fe。其耐磨性和韌性較好，但是在挖掘機(jī)工作過程中，由于伴隨著高應(yīng)力，此時Hadfield鋼由于其加工硬化峰值在亞表層，亞表層組織在高應(yīng)力作用下易發(fā)生裂紋引起磨損，造成斗齒表面大塊脫落，甚至易發(fā)生脆斷，不符合挖掘機(jī)斗齒的工作需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種機(jī)械性能好、能滿足挖掘機(jī)特殊工作環(huán)境需求的斗齒。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種斗齒，其特所述斗齒的組成成分及質(zhì)量百分比為：C：0.26％-0.29％，Mn：0.90％-1.20％，Si：1.10％-1.30％，Cr：1.30％-1.50％，B：0.001％-0.005％，Al：0.02％-0.06％，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述雜質(zhì)中，S元素的質(zhì)量百分比小于等于0.025％，P元素的質(zhì)量百分比小于等于0.025％。

進(jìn)一步地，所述斗齒的組成成分及質(zhì)量百分比為：C：0.27％，Mn：1.0％，Si：1.20％，Cr：1.40％，B：0.003％，Al：0.03％，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明還提供一種上述斗齒的制備方法，包括鑄造工序和熱處理工序，所述熱處理工序中，淬火溫度為900℃，淬火后保溫時間為2至4小時，回火溫度為220℃至250℃，回火后保溫時間為2至4小時。

進(jìn)一步地，所述熱處理工序中，回火溫度為230℃。

本發(fā)明通過配置特定組分和質(zhì)量百分比的原料，并通過特殊的熱處理工藝得到本發(fā)明斗齒。其機(jī)械性能好、具有高硬度、高抗拉強(qiáng)度和高韌性，滿足挖掘機(jī)特殊的工作環(huán)境需求。

具體實施方式

實施例一

本實施例中斗齒的組成成分和質(zhì)量百分比為：C：0.26％，Mn：0.90％，Si：1.10％，Cr：1.30％，B：0.001％，Al：0.02％，余量為Fe。同時，由于S、P元素對斗齒機(jī)械性能的不良影響，須保證S元素的質(zhì)量百分比小于等于0.025％，P元素的質(zhì)量百分比小于等于0.025％。

C元素作為合金鋼的基本元素，其與Fe、Mn形成碳化物，提高鋼的硬度和耐磨性，具有重要的固溶強(qiáng)化作用。

Mn元素雖然在合金鋼中是促進(jìn)奧氏體形成元素，因此通常Mn元素含量都較高，在10％以上。然而，在保證奧氏體組織前提下，隨著Mn元素含量的降低，雖然奧氏體穩(wěn)定性下降，但是加工硬度能力顯著增強(qiáng)，耐磨性在高沖力作用下顯著提高，本實施中將Mn含量降低到0.90％，既保證了奧氏體組織，又能大幅提高斗齒的耐磨性。

在合金鋼中加入Cr元素能改變鋼中碳化物彌散分布形態(tài)，獲得以Cr₂₃C₆為主的粒狀碳化物，使其彌散分布于奧氏基體上。本實施例中加入1.30％的Cr元素能有效提高斗齒耐磨性能2倍以上。

B元素作為高熔點合金元素，加入到合金鋼中能凈化鋼的晶界，起到細(xì)化晶粒的作用，加入0.001％的B元素能提高耐磨性能15％-20％。

Al元素主要用于在合金熔煉過程中的脫氧和除氣作用，能凈化鋼液。

Si元素溶解于鐵素體中，能強(qiáng)烈抑制和緩解過冷奧氏體的碳化物分解，提高奧氏體穩(wěn)定性，其含量與Mn元素含量配合，能有效改善斗齒的韌性，提高斗齒的強(qiáng)度、屈服比和硬度。

確定斗齒的組成元素和質(zhì)量百分比后，其制備工藝對最終形成的斗齒的機(jī)械性能也有較大影響。斗齒的制備工藝包括鑄造工序和熱處理工序，其中鑄造工序采用常規(guī)鑄造工藝即可，對斗齒最終機(jī)械性能影響最大的為熱處理工序。熱處理工序包括淬火升溫、保溫后回火、回火后空冷的步驟。本實施例為探討最佳回火溫度，對本實施例中斗齒在不同回火溫度下熱處理并測試其機(jī)械性能，得到實驗結(jié)果如下表1：

表1